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1、1、简述生物膜的结构。2、探讨在建立生物膜型的过程中，实验技术进步所起的作用。3、探讨建立生物膜模型的过程中如何体现结构与功能相适应的观点。,【学习目标】,从物质运输的实例可以看出，生物膜对物质进出细胞是有选择性的。“为什么生物膜能够控制物质的进出？”,“这与生物膜的结构有什么关系？”正是对物质跨膜运输现象产生的疑问，科学家开始了对生物膜结构的探索。,小组讨论:欧文顿的实验如何进行的？欧文顿得出了什么“结论”?“结论”得出后还有必要进行验证吗？,一、对生物膜结构的探索历程,1、对生物膜组分的探索,资料1.欧文顿的实验,时间：1895年人物：欧文顿（E.Overton）实验：用500多种化学物质
2、对植物细胞的通透性进行了上万次 实验。,一、对生物膜结构的探索历程,1、对生物膜组分的探索,资料1.欧文顿的实验,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,细胞膜,提出假说：膜是由脂质组成的。,时间：20世纪初,资料2.其他科学家的实验,小组讨论:科学家又进行了怎样的实验？实验得出什么样的结论?结论得出后还有必要进行验证吗？,第一次分离出哺乳动物的红细胞细胞膜,并对其进行化学分析。发现：细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。,时间：20世纪初,资料2.其他科学家的实验,化学分析表明：膜的成分主要是脂质和蛋白质。,脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？,时间：1
3、925年 人物：两位荷兰科学家,2、对生物膜结构的探索,小组讨论:科学家是如何进行的实验？在实验中观察到什么现象?他们推测磷脂分子在细胞膜中是怎样排列的?,结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层,磷脂由磷酸、甘油和脂肪酸等所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。,将磷脂分子在空气水界面上铺展成单分子层，磷脂分子的头尾将如何排布？,讨论：在细胞中，细胞膜的两侧都有水环境存在，此时磷脂分子的头尾将如何排布？,蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？推测？,问题：,小组讨论：实验的现象是什么？罗伯特森提出了什么假说？,时间：1959年 人物：罗伯特森（）,两层暗层（蛋白质）,一层明层
4、（脂质）,时间：1959年 人物：罗伯特森（）,在电镜下看到细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构。,提出假说：生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构,变形虫的变形运动,冰冻蚀刻(冰冻断裂)技术,蛋白质镶在、嵌入、横跨磷脂双分子层中。,蛋白质在膜中的分布是不对称的,结论：细胞膜蛋白质具有一定的流动性,资料,1970年，弗雷和埃迪登,20/23,时间：1970年人物：弗雷和埃迪登(Frye 和 Edidin),结论：细胞膜上磷脂具有一定的流动性,新技术带来新模型,时间：1972年 人物：桑格与尼克森,流动镶嵌模型,1、磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧，磷脂双
5、分子层组成生物膜的基本骨架；,2、蛋白质或镶在脂双层的表面，或嵌插在其内部，或横跨整个磷脂双分子层，表现出分布的不对称性。,3、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了膜的流动性。,多糖,蛋白质,糖蛋白,1 有保护和润滑作用。,2 与细胞膜表面的识别有密切关系。,糖蛋白的作用：,4、,二、流动镶嵌模型的基本内容,1、膜的基本支架:磷脂双分子层构成了膜的基本支架(其中磷脂分子的亲水性的头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧)是轻油般的流体，具有流动性。,2、蛋白质分子:有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层（体现了膜结构内外的不对称性）。大多数的蛋白
6、质分子也是可以运动的（也体现了膜的流动性）。,3、糖蛋白：细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）。,生物膜的结构特点-一定的流动性,磷脂分子是可以运动的，具有流动性；大多数的蛋白质分子也是可以运动的，也体现了流动性。,生物膜的功能特点-选择透过性,水分子可自由通过，细胞需要的离子和小分子也可自由通过。而其它离子、小分子和大分子不能通过。,三、生物膜的特点,31/23,多种物质对膜通透性实验,对红细胞膜化学分析,红细胞膜的脂质铺展成单层分子的面积是原膜表面积的两倍,电镜下膜呈“暗亮暗”三层结构,蛋白质脂质蛋白质,人、鼠细胞
7、融合实验。,新的观察和实验证据的基础上，提出分子结构模型。,膜是由脂质组成的,膜中含脂质和蛋白质,脂质双层结构,膜具流动性,流动镶嵌模型,1972，桑格和尼克森,1970年,1959年，罗伯特森,1925年，两位荷兰科学家,20世纪初,19世纪末欧文顿,总结：生物膜结构的探究历程,生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？,？,？,？,2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家阿格雷和麦金农。以表彰他们在细胞膜物质运输的通道方面所做的贡献。,不断完善和发展的流动镶嵌模型,新篇章：人类对自然界的认识永无止境，对膜的研究将更加细致入微,概念图小结,生物膜,结构特点,功能特点,结构组成,结构探究历程,决定,流动性,选择透过性,磷脂双分子层,蛋白质分子,作业以小组为单位利用废旧物品制作生物膜模型,
